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Influence of Nanosilica and Superplasticizer Incorporation on the Hydration, Strength, and Microstructure of Calcium Sulfoaluminate Cement Pastes

  • This study investigated the effect of incorporating three types of nanosilica (NS), two powders, and one colloidal suspension on the hydration, strength, and microstructure of calcium sulfoaluminate (CSA) cement pastes prepared with and without a superplasticizer (SP). X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), and compressive strength tests were performed after 2, 5, and 28 days of hydration. The results showed that both NS powders delayed cement hydration at an early age, which was attributed to particle agglomeration (confirmed by dynamic light scattering). Whereas well-dispersed colloidal NS did not significantly affect the hydration of CSA at the investigated ages. SP incorporation improved the dispersion of CSA cement particles, resulting in a 10% increase in the degree of hydration of ye’elimite at 28 days for the system without NS. Conversely, when the SP was incorporated in NS-containing mixtures, it hindered cementThis study investigated the effect of incorporating three types of nanosilica (NS), two powders, and one colloidal suspension on the hydration, strength, and microstructure of calcium sulfoaluminate (CSA) cement pastes prepared with and without a superplasticizer (SP). X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), and compressive strength tests were performed after 2, 5, and 28 days of hydration. The results showed that both NS powders delayed cement hydration at an early age, which was attributed to particle agglomeration (confirmed by dynamic light scattering). Whereas well-dispersed colloidal NS did not significantly affect the hydration of CSA at the investigated ages. SP incorporation improved the dispersion of CSA cement particles, resulting in a 10% increase in the degree of hydration of ye’elimite at 28 days for the system without NS. Conversely, when the SP was incorporated in NS-containing mixtures, it hindered cement hydration of the systems with powdered NS, but did not significantly affect the cement hydration of the system containing colloidal NS. The SEM images suggested that the SP changed the ettringite morphology, thereby negatively affecting the mechanical strength of the CSA pastes.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Luis Urbano Durlo TambaraORCiD, P. R. de Matos, G. T. S. Lima, L. Silvestro, J.C. Rocha, C. E. M. de Campos, P. J. P. Gleize
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Journal of Materials in Civil Engineering
Jahr der Erstveröffentlichung:2023
Organisationseinheit der BAM:7 Bauwerkssicherheit
7 Bauwerkssicherheit / 7.4 Baustofftechnologie
Verlag:ASCE
Jahrgang/Band:35
Ausgabe/Heft:7
Erste Seite:04023216
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Calcium sulfoaluminate (CSA) cement; Hydration; Microstructure; Nanosilica (NS)
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Nano
DOI:10.1061/JMCEE7.MTENG-15570
ISSN:0899-1561
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:03.05.2023
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:17.07.2023
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